Тренажер для стрельбы по движущимся мишеням Российский патент 2022 года по МПК F41G3/26 

Изобретение относится к тренажерам для спортивной стрельбы и предназначено для развития и поддержания у стрелков-спортсменов различного уровня подготовки навыков концентрации зрительного внимания на мишени, правильных движений с оружием при стрельбе по различным вариантам мишеней, а также развития правильного взаимодействия работы зрения и мышц тела.

Стрельба по движущимся мишеням и особенно такая ее разновидность, как стендовая стрельба (спортинг), характеризуется необходимостью поражения различных по форме и размеру мишеней, перемещающихся в пространстве по самым разнообразным траекториям. Для надежного поражения стрелок-спортсмен должен увидеть мишень, понять ее траекторию, сфокусировать свое внимание на мишени и совершить правильное движение с оружием, произведя выстрел в подходящий для этого момент. Освоение данных навыков и поддержание их в конкурентоспособном состоянии обычно требует проводить много времени на стрелковом стрельбище, отстреливая многие тысячи боевых патронов.

Известен тренажер для обучения стрельбе по движущимся мишеням, содержащий блок обработки информации, несколько пар кинопроекторов с электродвигателями и осветительными лампами, оружие условного выстрела с прицелом и приемной оптической системой с фотоприемником, фотоэлементом и усилителем, при этом в каждой паре первый из кинопроекторов содержит фильм с изображением цели с группой из нескольких меток, а второй кинопроектор содержит фильм с признаком поражения цели [Пат. РФ №2335729, МПК F41G 3/26, F41J 9/14, 2008 г.]. Недостатками известного тренажера являются сложность конструкции, ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью проведения стрельб в условиях, максимально приближенных к реальным.

Наиболее близким, взятым в качестве прототипа, является тренажер (патент РФ №25591, МПК F21J 9/14, 2002 г.) для обучения стрельбе по движущим целям, содержащий поворотный источник света для создания движущейся по экрану световой мишени, макет ружья с источником света, контакт включения которого соединен со спусковым крючком макета ружья, причем макет ружья снабжен дополнительным источником света, контакт включения которого установлен на прикладе. К недостаткам этого тренажера можно отнести тот факт, что в нем для имитации мишени используется световое пятно, движущееся по экрану в заданном направлении с заданной скоростью; а для отработки выстрела - макет ружья, оснащенный дополнительными контактами для включения первого и второго источников света. При этом нет возможности изменения формы светового пятна для создания визуального сходства с реальной мишенью, на пятне сложно сконцентрировать внимание, а также нет возможности изменения траектории движения этого светового пятна. При использовании макета ружья невозможно полностью повторить все особенности реального оружия, которое использует стрелок вовремя тренировок и соревнований на стрельбище, и это может стать причиной привития ложных навыков при работе на тренажере. Кроме того, данная модель не позволяет получать, систематизировать, хранить и передавать статистические данные работы с тренажером.

Для надежного и воспроизводимого поражения мишени, стрелок должен научиться замечать вылетевшую мишень периферическим зрением, быстро захватывать ее центральным зрением, сосредоточившись на ней так, чтобы мишень для него «остановилась», и удерживать ее в центральном зрении до тех пор, пока она не будет поражена. Одновременно с этим он должен правильно и единообразно удерживать оружие прижатым к плечу и щеке так, чтобы линия прицеливания оружия всегда оставалась в неизменном положении относительно линии визирования доминирующего глаза. При этом, в случае стендовой стрельбы, к примеру, взгляд стрелка сфокусирован на мишени, 90% зрительного внимания сосредоточено на мишени, и лишь около 10% внимания стрелка уделяется контролю положения линии прицеливания ружья. Для поражения мишени корпус стрелка (его верхняя часть в большей степени) должен совершить соответствующее движение. Это движение может несколько варьироваться в зависимости от техники поражения мишени, дальности до мишени, скорости мишени и иных факторов. Стрелок должен изучить различные техники поражения мишеней и выработать навыки правильного движения и отработки спуска, соответствующие каждой из них. Навыки точной стрельбы нарабатываются только большим количеством осознанных повторений, что позволяет зафиксировать данные действия на подсознательном уровне.

Проблемой, на решение которой направлено данное изобретение является создание эффективного средства подготовки и поддержания навыков у стрелков в различных дисциплинах стрельбы по движущимся мишеням, посредством отработки концентрации зрительного внимания на мишени, правильных движений с оружием, выполнения выстрела в подходящий момент.

Поставленная проблема решается за счет того, что в тренажере для стрельбы по движущимся мишеням, включающем проектор мишени для создания движущейся по экрану световой проекции мишени и оружие с установленным на него имитатором выстрела, высвечивающим световой луч на экран при нажатии на спусковой крючок, проектор мишени выполнен в виде как минимум одной поворотной головы, проецирующей на экран изображение мишеней, соответствующих по цвету, форме и видимым размерам реальным мишеням, и контроллера тренажера, выполненного с возможностью получения управляющих команд от персонального вычислительного устройства посредством проводного или беспроводного интерфейса, а имитатор выстрела конструктивно разделен на спусковой модуль и ствольный модуль, при этом спусковой модуль содержит корпус с магнитами крепления на ствольную коробку оружия, кнопку, связанную специальной тягой со спусковым крючком оружия, радиопередатчик, вибромотор, схему питания и контроллер, обрабатывающий сигнал с кнопки, и передающий данный сигнал на радиопередатчик и вибромотор, а ствольный модуль содержит цапфу для установки модуля в ствол оружия, снабженную пружинным прижимом и магнитным креплением, корпус, содержащий приемник радиосигнала, контроллер управления параметрами модуля, схему питания и как минимум один лазерный излучатель. Кроме того, за счет того, что проектор мишени снабжен массивом изображений мишеней, который содержит группы прорезей одной и той же формы, с метками, расположенными в различных местах этих прорезей, а контроллер тренажера состоит из расположенных в общем корпусе одноплатного модульного вычислителя, выполненного с возможностью получения команд от программного обеспечения пользователя, вычислению параметров работы поворотной головы, генерированию исполнительных команд и передаче их через проводной интерфейс, а также платы сопряжения, содержащей разъемы питания и интерфейсные, светодиоды индикации и кнопку управления и микрофон для приема команд на запуск мишеней, либо разъема для подключения внешнего микрофона.

Технический результат заключается в отработке концентрации зрительного внимания на мишени и развитии у стрелка навыков точной стрельбы, что достигается за счет использования в качестве мишени различных по форме и размеру мишеней, соответствующих по цвету, форме и видимым размерам реальной мишени и перемещающихся в пространстве по самым разнообразным траекториям. В проекторе содержится массив изображений мишеней, представляющий собой материальный носитель, например, круглый диск с выполненными прорезями-мишенями, при этом группы прорезей выполнены одной и той же формы, но с метками-зарубками, расположенными в различных местах этих прорезей. Заявленное решение обеспечивает возможность настраивать разные траектории движения мишени. Концентрация внимания на мишени обеспечивается за счет необходимости для стрелка осуществить дополнительное распознавание метки, случайным образом размещаемой на движущихся мишенях-проекциях. Правильность движения и событие поражения мишени контролируется посредством применения двух лазерных излучателей с длительным и коротким временем свечения. Событие холостого выстрела по проекции мишени дублируется кратковременной вибрацией оружия, вместо имитации звука выстрела, что обеспечивается наличием вибромотора, срабатывающего от той же кнопки, что весь ствольный модуль. Это позволяет использовать данный тренажер в том числе в жилых помещениях. Использование заявленного решения позволяет стрелку изучить различные техники поражения мишеней и выработать навыки правильного движения и отработки спуска, соответствующие каждой из них. Кроме того, тренажер позволяет собирать, сохранять и передавать различными способами статистические данные о работе тренирующегося, такие как время работы с тренажером, количество принятых мишеней, скорости принятых мишеней.

Заявленное решение поясняется графическими материалами, на которых представлено:

На фиг. 1 - Схема тренажера

На фиг. 2 - Контроллер (вид сверху)

На фиг. 3 - Контроллер (разрез А-А)

На фиг. 4 - Ствольный модуль (вид сверху)

На фиг. 5 - Ствольный модуль (разрез Б-Б)

На фиг. 6 - Спусковой модуль (вид сверху)

На фиг. 7 - Спусковой модуль (разрез В-В)

На фиг. 8 - Спусковой модуль (вид справа)

Тренажер для стрельбы по движущимся мишеням состоит из одного или двух устройств для создания движущейся по экрану световой проекции мишени, в качестве которых используются одна или две поворотные головы 1, проецирующие изображения мишеней 2 (реалистичной формы, цвета и яркости) на экран 3, контроллера тренажера 4, предназначенного для получения управляющих команд от персонального вычислительного устройства 5 (смартфона, планшетного или персонального компьютера), посредством проводного или беспроводного интерфейса, преобразования данных команд и передачи их посредством проводного интерфейса на поворотную голову (головы), программного обеспечения пользователя (ПОП) 6, выполненного в форме нескольких экранов с простым и интуитивно понятным пользовательским интерфейсом и исполняемого на персональном вычислительном устройстве 5, имитатора выстрела для спортивно-охотничьего оружия, состоящего из спускового модуля 7 и ствольного модуля 8, фиксирующих событие выстрела и транслирующих это событие в вибрацию оружия посредством вибромотора 28 и высвечивание лазерной метки посредством лазерного излучателя 35 на экране 3. Кроме того, в ствольном модуле 8 может быть расположен второй лазерный излучатель 39, который может быть включен на длительное время для контроля правильности движения оружия.

Поворотная голова 1 состоит из платформы с размещенными в ней платами управления 9, карданного подвеса 10 с шаговыми двигателями и проектора 11 с размещенными в нем источником света, масками проецируемых изображений, компонентами оптической схемы формирования изображения. В проекторе 11 содержится массив изображений мишеней, представляющий собой, например, круглый диск с расположенными по периметру прорезями-мишенями, при этом группы прорезей выполнены одной и той же формы, но с метками-зарубками, расположенными в различных местах этих прорезей. Управление различными параметрами проекции осуществляется посредством команд, передаваемых по специальному интерфейсу 12. Для одновременного проецирования двух движущихся мишеней может быть использовано две проекционные головы.

Контроллер тренажера 4 (фиг. 2) состоит из корпуса 13, в котором расположены одноплатный модульный вычислитель 14, выполняющий комплексную функцию по получению команд от ПОП, вычислению всех параметров работы поворотной головы, генерированию исполнительных команд и передаче их через проводной интерфейс, а также плата сопряжения 15, содержащая разъемы питания 16 и интерфейсные 17, светодиоды индикации 18, кнопка 19 включения контроллера, микрофон 20 для приема команд на запуск мишеней либо разъема для подключения внешнего микрофона. В другом варианте исполнения контроллер может быть интегрирован в поворотную голову.

Спусковой модуль 7 (фиг. 3 и 4) имитатора выстрела содержит корпус 21 с магнитами 22 крепления на ствольную коробку оружия; кнопку 23, связанную специальной тягой 24 со спусковым крючком оружия и включаемую в результате нажатия на спусковой крючок оружия (не показано); контроллер 25 спускового модуля 7, обрабатывающий сигнал от кнопки 23, устанавливающий определенное время задержки, соответствующее времени движения средства поражения и передающий данный сигнал на радиопередатчик 26, который посылает радиосигнал, соответствующий событию нажатия кнопки 23; вибромотор 28; схему питания 27, включающую аккумуляторную батарею, преобразователь напряжения, контроллер заряда батареи и разъем для зарядного устройства.

Ствольный модуль 8 (фиг. 6-8) содержит цапфу 29 для установки модуля в ствол оружия, имеющую пружинный прижим 30 и магнитное крепление 31; корпус 32, содержащий приемник 33 радиосигнала с антенной 40, контроллер 34 управления параметрами модуля, лазерный излучатель 35 и лазерный излучатель 39, длительность включения которого (постоянно или на любой временной промежуток) может программироваться; схему питания 36, включающую аккумуляторную батарею 37, разъем для зарядного устройства 38.

Программное обеспечение пользователя позволяет выполнять калибровку участков поверхности, на которых будут отображаться проекции мишеней, получать от пользователя и передавать в контроллер команды управления для проекционной головы, собирать и выводить статистические параметры использования тренажера, а также управлять всеми параметрами работы тренажера.

Для подготовки к работе с тренажером стрелок устанавливает ПОП на свое персональное вычислительное устройство 5 (смартфон, планшетный или персональный компьютер), располагает поворотную голову 1 напротив вертикально и/или горизонтально расположенного экрана (экранов) 3, экран может быть плоским, цилиндрическим либо сферическим. Затем устанавливает на оружии спусковой 7 и ствольный 8 модули имитатора выстрела, подключает смартфон или компьютер к контроллеру тренажера 4 по беспроводной или проводной сети и задает границы экранов, фокусировку проекции в ключевых точках экрана и чувствительность микрофона в специальном окне ПОП. Для работы тренажера стрелок настраивает в другом окне ПОП (выбирает из списка) тип мишени, траекторию (траектории) движения мишени по экрану, скорость движения, цвет и яркость мишени, а также выбирает вариант мишени с меткой для дополнительной тренировки зрительного внимания, либо без метки. Далее стрелок берет в руки оружие с установленными модулями имитатора выстрела, готовится к выстрелу (как он делает это при реальной стрельбе по движущимся мишеням) и подает голосовую команду. Далее стрелок принимает мишень, производит по ней выстрел, нажимая на спусковой крючок незаряженного оружия. Задняя поверхность спускового крючка воздействует на тягу 24 спускового модуля, которая, в свою очередь, нажимает кнопку 23. Нажатие на кнопку 23 обрабатывается контроллером 25 спускового модуля 7, который дает команду на генерирование радиосигнала и запуск вибромотора 28. Радиосигнал от спускового модуля 7 принимается антенной 40 ствольного модуля 8, преобразуется в команду активации лазерного излучателя 35, который включается через определенное заранее время задержки на короткое время. Другой лазерный излучатель 39 может быть включен на постоянное время свечения для контроля правильности движений стрелка до момента вылета мишени, в процессе вскидки и поводки оружия. В процессе работы с тренажером, ПОП фиксирует различные статистические параметры (такие как количество запущенных мишеней, количество принятых мишеней, скорость мишени, тип мишени, цвет мишени и т.п.), записывает их в специальный файл. В дальнейшем из этого файла ПОП может формировать статистические отчеты для различных временных периодов использования тренажера и сохранять их в виде файла. Данный файл впоследствии может быть распечатан, либо передан по каналам связи.

Тренажер для стрельбы по движущимся мишеням содержит проектор мишени для создания движущейся по экрану световой проекции мишени и оружие с установленным на него имитатором выстрела, который посылает световой луч на экран при нажатии на спусковой крючок. Проектор мишени выполнен в виде поворотной головы, которая проецирует на экран изображение мишеней, соответствующих по цвету, форме и видимым размерам реальным мишеням. Имитатор выстрела конструктивно разделен на спусковой модуль и ствольный модуль. Спусковой модуль содержит корпус с магнитами крепления на ствольную коробку оружия, кнопку, связанную специальной тягой со спусковым крючком оружия, радиопередатчик, вибромотор, схему питания и контроллер, обрабатывающий сигнал с кнопки, и передающий данный сигнал на радиопередатчик и вибромотор. Ствольный модуль содержит цапфу для установки модуля в ствол оружия, снабженную пружинным прижимом и магнитным креплением, корпус, содержащий приемник радиосигнала, контроллер управления параметрами модуля, схему питания и как минимум один лазерный излучатель. Технический результат – сбор, сохранение, передача данных о стрельбе, улучшение концентрации зрительного внимания на мишени, развитие у стрелка навыков точной стрельбы. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Тренажер для стрельбы по движущимся мишеням, включающий проектор мишени для создания движущейся по экрану световой проекции мишени и оружие с установленным на него имитатором выстрела, высвечивающим световой луч на экран при нажатии на спусковой крючок, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен контроллером, выполненным с возможностью получения управляющих команд от персонального вычислительного устройства посредством проводного или беспроводного интерфейса, при этом проектор мишени выполнен в виде как минимум одной поворотной головы, проецирующей на экран изображение мишеней, соответствующих по цвету, форме и размерам реальным мишеням, а имитатор выстрела конструктивно разделен на спусковой модуль и ствольный модуль, при этом спусковой модуль содержит корпус с магнитами крепления на ствольную коробку оружия, кнопку, связанную тягой со спусковым крючком оружия, радиопередатчик, вибромотор, схему питания и контроллер, а ствольный модуль содержит цапфу для установки модуля в ствол оружия, снабженную пружинным прижимом и магнитным креплением, и корпус, содержащий приемник радиосигнала, контроллер управления параметрами модуля, схему питания и как минимум один лазерный излучатель.

2. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что проектор мишени снабжен массивом изображений мишеней, представляющим собой материальный носитель с выполненными прорезями-мишенями, при этом группы прорезей выполнены одной и той же формы, но с метками-зарубками, расположенными в различных местах этих прорезей.

3. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что контроллер тренажера состоит из расположенных в общем корпусе одноплатного модульного вычислителя, выполненного с возможностью получения команд от программного обеспечения пользователя, вычисления параметров работы поворотной головы, генерирования исполнительных команд и передачи их через проводной интерфейс, а также платы сопряжения, содержащей разъемы питания и интерфейсные светодиоды индикации и кнопку управления и микрофон для приема команд на запуск мишеней.

4. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что схема питания спускового модуля включает аккумуляторную батарею, преобразователь напряжения, контроллер заряда батареи и разъем для зарядного устройства.

5. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что схема питания ствольного модуля включает аккумуляторную батарею и разъем для зарядного устройства.